La mélanine, le pigment qui protège notre peau des rayons du soleil, est étonnamment difficile à étudier. Mais une méthode développée par des chercheurs de l’Université McGill pourrait percer ses mystères.
Avec l’été, nombreuses sont les personnes qui vont profiter du soleil et développer un beau teint estival. Cette couleur provient de la mélanine, des molécules produites par certaines cellules de notre peau. La mélanine nous protège du soleil, notamment en absorbant les rayons UV pour les convertir en chaleur.
Mais bien qu’on l’étudie depuis plus d’un siècle, nos connaissances sur la mélanine demeurent très superficielles. « On sait que la mélanine est faite de différents blocs assemblés les uns à la suite des autres, un peu comme les différents wagons d’un train, explique Jean-Philip Lumb, professeur au Département de chimie à l’Université McGill. On sait de quoi ces chaînes ont l’air, mais on ne sait pas de quoi elles sont formées. »
Si le mystère persiste depuis si longtemps, c’est parce que ces molécules sont très instables et particulièrement difficiles à étudier! Dans nos cellules, elles sont isolées dans une petite vésicule – un petit sac — appelée mélanosome. Une fois en dehors de cette structure, elles sont rapidement altérées par le monde extérieur. On ignore ce qui se passe précisément lorsque la mélanine est produite: on ne connaît que les points de départ et d’arrivée de la cascade de réactions chimiques en jeu. Et on connaît mal les propriétés des substances impliquées.
« En plus, l’intérieur du mélanosome est une mixture en constante évolution, qui réagit à la quantité de lumière solaire reçue et aux signaux provenant du corps, ajoute le professeur Lumb. Étudier les propriétés des molécules intermédiaires sans pouvoir accéder à l’intérieur est un incroyable défi scientifique ».
Une molécule qui a la peau sensible
Ce défi, c’est celui qu’ont réussi à relever le professeur Lumb et son équipe, qui ont publié leurs résultats en avril dernier dans la revue Nature Chemistry. « La première étape de la cascade chimique qui permet à notre corps de produire la mélanine possède un point en commun avec une réaction de combustion : elle a besoin d’oxygène, synthétise Jean-Philip Lumb. Certains acides aminés réagissent avec l’oxygène pour former une première molécule intermédiaire. Celle-ci avait déjà été observée par d’autres chercheurs dans les années 1990, mais était trop instable pour qu’on ait le temps de l’étudier. Nous avons donc conçu en laboratoire une molécule similaire, mais plus stable. Comme l’originale, elle est capable de réagir une première fois avec l’oxygène, mais son évolution est par la suite bloquée, ce qui nous permet de l’étudier plus en détails. »
À la grande surprise de l’équipe, la petite molécule produite après cette seule réaction possédait déjà bon nombre des propriétés de la mélanine. « Elle absorbe un vaste éventail des rayons solaires, autant dans le visible que l’ultraviolet, et les convertit en chaleur. Cela suggère que la mélanine n’est peut-être pas une si longue molécule, après tout. »
Spécifions : l’équipe n’a pas recréé la mélanine en laboratoire. « La mélanine est un pigment brun, et ce que nous avons est plutôt verdâtre. Mais on a fait un premier pas dans la bonne direction pour comprendre ce qui se passe dans les mélanosomes, et peut être que tout ce qu’il nous manque est de laisser aller la réaction pour ajouter un ou deux wagons de plus à notre train! »
De la crème… au cerveau!
Alors, est-ce que la découverte pourrait dès maintenant permettre de créer une crème solaire haute efficacité 100% naturelle? Pas si vite, souligne Simon-Pierre Gravel, professeur à la Faculté de pharmacie de l’Université de Montréal, qui n’a pas été impliqué dans ces travaux.
« L’idée de mettre de la mélanine dans des écrans solaires a déjà été testée, souligne le chercheur. Ça donne des crèmes noires ou brunes — peu intéressantes d’un point de vue cosmétique [pour une grande partie du marché]. Et même si on voulait tenter le coup, il y a de nombreuses étapes à franchir pour passer d’un composé trouvé en recherche fondamentale à une crème qu’on applique sur la peau. Difficile pour l’instant de savoir si ça serait fonctionnel ou sans risque. » Le chercheur croit toutefois que la molécule découverte dans cette recherche pourrait, avec plus de travail, être modifiée pour jouer un rôle dans une telle crème.
Entre-temps, l’avancée offre une autre avenue : celle d’aider à comprendre d’autres propriétés mystérieuses de la mélanine. « Étonnamment, on retrouve ce pigment dans certaines structures du cerveau, et même dans les cellules ciliées notre oreille interne, explique Jean-Philip Lumb. Ces parties du corps ne sont jamais exposées au soleil, alors à quoi ces pigments peuvent-ils bien servir? Retourner à la base est la première étape pour comprendre ces propriétés inconnues. »
Comme quoi la mélanine cache des secrets bien plus complexes que celui du meilleur teint post-vacances à afficher sur Instagram!
Cet article est produit en partenariat avec l’Institut de chimie du Canada.
Les secrets de la mélanine exposés au grand jour - Québec Science
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